異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié)

異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié)

【摘要】混凝土異形柱結(jié)構(gòu)由于能夠大大減少在建筑中突出的棱角，節(jié)約建筑空間等優(yōu)點在多層建筑尤其是多層住宅中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。與矩形柱和圓形柱相比，異形柱截面特性的不同導(dǎo)致其在內(nèi)力及變形特性、抗震性能等方面也有顯著地差異。本文將對異形柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計予以探討。【關(guān)鍵詞】異形柱，受力特點，設(shè)計方法一、概述

鋼筋混凝土異形柱，是指截面形式除矩形、圓形以外的柱，且柱肢的肢高肢厚比不大于4，常用的有“l(fā)”型、“t”型、“十”字型等，異形柱結(jié)構(gòu)體系是指采用輕質(zhì)填充墻及隔墻的現(xiàn)澆鋼筋混凝土異形柱框架及異形柱框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系。異形柱結(jié)構(gòu)體系用適中的剛度配合輕質(zhì)填充墻的使用，對減少地震作用很有利，是一種經(jīng)濟合理的抗震結(jié)構(gòu)體系。二、異形柱受力性能特點

1、異形柱設(shè)計要比常規(guī)矩形截面柱設(shè)計復(fù)雜得多，對于偏壓構(gòu)件，矩形截面的受壓區(qū)總是矩形，內(nèi)力臂較大；而對異形柱，受壓區(qū)圖形通常比較復(fù)雜，可能為二邊形，也可能為多邊形。對于受壓區(qū)呈多邊形分布的截面，壓區(qū)邊緣砼應(yīng)力過于集中，一旦達到受壓強度極限，破壞區(qū)域往里滲透得過陜，不利于外邊緣的砼纖維經(jīng)歷下降段，從而影響整個截面和構(gòu)件的延性。

2、異形柱由于多肢的存在，其剪力中心與截面形心往往不重合，

在受力狀態(tài)下各肢將產(chǎn)生翹曲正應(yīng)力和剪應(yīng)力，剪應(yīng)力使柱肢砼先于普通矩形柱出現(xiàn)裂縫，即產(chǎn)生腹剪裂縫，導(dǎo)致異形柱脆性明顯，使異形柱的變形能力比普通矩形柱降低。

3、異形柱在水平力作用下產(chǎn)生的雙向偏心受壓給承載力帶來的影響不容忽視，因此，對異形柱結(jié)構(gòu)應(yīng)按空間體系考慮，宜優(yōu)先采用具有異形柱單元的計算程序進行內(nèi)力與位移分析，pkpm、gscad、tbsa等國產(chǎn)結(jié)構(gòu)軟件均可做異形柱框架結(jié)構(gòu)計算。

但以上計算理論均基于平截面假定，未曾考慮截面翹曲自由度，對于異形柱來說，很可能出現(xiàn)各柱肢單獨作用的情況，因此常見的基于平截面假定的公式受到挑戰(zhàn)。而對異形柱的分析、試驗以及設(shè)計方法等一套體系還沒有完全建立起來，這就給異形柱設(shè)計帶來一定的難度，必須在概念設(shè)計上予以加強。三、異形柱結(jié)構(gòu)布置1、平面布置

（1）平面布置宜對稱，兩個主軸方向要協(xié)調(diào)，使合力中心盡可能和剛度中心重合，減少偏心距，盡量減少因扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的不利影響；（2）考慮采用雙向承重體系，并縱橫向相連接；

（3）各柱肢應(yīng)盡量對齊，使柱肢與梁一起構(gòu)成較規(guī)則、多跨的抗側(cè)力體系。異形柱設(shè)計的目的主要是合理解決小面積房屋的使用問題，應(yīng)重點布置在房屋中影響房屋使用的墻角部位，其他部位從受力合理和施工方便方面考慮宜使用矩形柱。2、豎向布置

擴展閱讀：異形柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用

淺談異形柱框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計與應(yīng)用

摘要：本文闡述了異形柱框架結(jié)構(gòu)與矩形拄框架結(jié)構(gòu)在設(shè)計中的部分差異，并簡要介紹了異形柱框架結(jié)構(gòu)在satwe軟件中有關(guān)粱柱節(jié)點域的處理方法，同時將作者在設(shè)計異形柱框架結(jié)構(gòu)中的學(xué)習心得與廣大設(shè)計人員共同探討。

關(guān)鍵詞：異形柱框架結(jié)構(gòu)；矩形柱框架結(jié)構(gòu)；satwe；節(jié)點域1、前言

隨著人們對房屋平面與空間布置的要求越來越高，從而對建筑設(shè)計布局有了新的要求。普通框架結(jié)構(gòu)的露梁露柱對建筑平面與空間的分隔己越來越不能被房屋使用者所接受，因為它直接影響到室內(nèi)家具的布置及空間的使用。建筑師要求結(jié)構(gòu)工程師配合解決這個問題，因而在框架結(jié)構(gòu)中以異形截面柱代替矩形柱。

在此，筆者擬與廣大設(shè)計人員共同探討一下混凝土異形柱框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計與應(yīng)用。2、異形柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計

2.1異形柱及異形柱結(jié)構(gòu)的定義

2.1.1《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（jgj149-201*）對異形柱的定義是：截面幾何形狀為l形、t形和十字形，且截面各肢的肢高肢厚比（柱肢截面高度與厚度的比值）不大于4的柱。l形截面柱多用于墻的轉(zhuǎn)角部位，t形和十字形截面柱多用于縱橫墻交接處。2.1.2所謂異形柱框架結(jié)構(gòu)即是由異形（t型、l型、十字型）柱組成框架，由輕質(zhì)填充墻所形成的結(jié)構(gòu)。根據(jù)建筑布置及結(jié)構(gòu)受力

的需要，異形柱結(jié)構(gòu)中的框架柱，可全部采用異形柱，也可部分采用一般框架柱。建設(shè)部在1996年發(fā)布的文件中，對其特點做了如下闡述：

1）由t形邊柱、十字形中柱、l形角柱組成的框架：2）填充墻與柱壁同厚，室內(nèi)不出現(xiàn)柱楞：

3）因墻體減薄與磚混結(jié)構(gòu)相比，可增加使用面積8％～10％；4）填充墻的墻體材料可根據(jù)當?shù)乇�溫隔熱要求，因地制宜，就地取材�?/p>

2.2異形柱框架結(jié)構(gòu)與矩形柱框架結(jié)構(gòu)在設(shè)計中的差異1)對于相同烈度和結(jié)構(gòu)類型的兩種體系而言，異形柱結(jié)構(gòu)適用的房屋最大高度有較大幅度的降低。

2)對于相同結(jié)構(gòu)類型的兩種體系而言，異形柱結(jié)構(gòu)彈性層間位移角限值、彈塑性層間位移角限值更加嚴格一些，異形柱的軸壓比限值也有不同幅度的降低；抗震設(shè)計時，扭轉(zhuǎn)不規(guī)則的異形柱結(jié)構(gòu)，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移與該樓層兩端彈性水平位移和層間位移平均值的比值不應(yīng)大于1.45；而矩形柱框架結(jié)構(gòu)的該比值為1.50；

2.3異形柱框架結(jié)構(gòu)在satwe中的設(shè)計與應(yīng)用

能夠有效地分析帶有混凝土異形柱的結(jié)構(gòu)并進行截面配筋設(shè)計，這是satwe軟件的特點之一。在梁的剛度、荷載、及截面配筋計算時，充分考慮了異形柱框架結(jié)構(gòu)的特殊性。由于混凝土異形柱的柱肢較長，梁、柱在節(jié)點處的重疊部分較大，合理的力學(xué)模型簡化應(yīng)

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